igbt和mos管的區(qū)別:本文從各方面分析屬干貨
MOSEFT全稱功率場效應(yīng)晶體管。主要優(yōu)點:熱穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大。缺點:擊穿電壓低,工作電流小。
IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管,是MOSFET和GTR(功率晶管)相結(jié)合的產(chǎn)物。特點:擊穿電壓可達(dá)1200V,集電極Z大飽和電流已超過1500A。由IGBT作為逆變器件的變頻器的容量達(dá)250kVA以上,工作頻率可達(dá)20kHz。
MOS的應(yīng)用,在中小功率中比較占優(yōu)勢,特別是高的開關(guān)頻率。
IGBT的應(yīng)用,在大功率應(yīng)用中占優(yōu)勢,因為Vce在高壓大電流的時候損耗比MOS的Rdson的低。但是IGBT的開關(guān)損耗比較大,所以目前仍舊在一些中低頻應(yīng)用比較多,集中在20KHz左右。
另外,MOS的Rdson的溫度特性適合于并聯(lián)應(yīng)用。而目前應(yīng)用比較廣的PT技術(shù)的IGBT不適合并聯(lián)應(yīng)用。但是新的NPT技術(shù)的IGBT適合并聯(lián)應(yīng)用。
NPT和PT技術(shù)的IGBT又有各自的一些優(yōu)點和缺點,這個說起來就遠(yuǎn)了。
關(guān)于二者并聯(lián)使用的差異:
1,MOSFET的導(dǎo)通電阻都是正溫度系數(shù)的,很容易實現(xiàn)并聯(lián)使用。
2,IGBT分兩種:
有的IGBT飽和壓降是負(fù)溫度系數(shù)的,有的IGBT飽和壓降是正溫度系數(shù)的。
負(fù)溫度系數(shù)飽和壓降的IGBT并聯(lián)使用難于均流,所以,不宜并聯(lián)使用。
正溫度系數(shù)飽和壓降的IGBT可以并聯(lián)使用,能夠達(dá)到好的均流效果。
關(guān)于兩者市場現(xiàn)狀:
mosfet生產(chǎn)廠家很多,各種電壓、電流規(guī)格很多。IGBT一般來說分高速、高壓與高容量。生產(chǎn)廠家比mos少一些。集中在開關(guān)電源與電力電子這一塊來說,仙童、IR、IXYs、英飛凌、西門康、APT以及小鬼子都有。
傳統(tǒng)認(rèn)為,IGBT頻率較低,耐壓較高,并聯(lián)特性不好,驅(qū)動需要負(fù)壓等等問題。但是Z新的產(chǎn)品已經(jīng)基本不會有此類問題了。
比如Z早做出高速IGBT的IR公司的warp系列,其應(yīng)開關(guān)頻率可達(dá)100K,軟開關(guān)頻率甚至超過150K。仙童的HGTG30N60A4D手冊中給出390V30A 100K。臺達(dá)一款UPS用這個家伙做PFC,工作在60多K。又比如IR的手冊中提及,其目前全系列IGBT無需負(fù)電壓驅(qū)動了。多數(shù)NPT的IGBT已經(jīng)可以直接并聯(lián)了。
對于mosfet,耐壓和內(nèi)阻很難兼顧。不過由于其工藝簡單,生產(chǎn)商較多導(dǎo)致采購容易,種類齊全,價格很有優(yōu)勢。比如IXYS的mosfet就很有競爭力。
目前看來在低壓大電流這塊,依然具有絕對優(yōu)勢,但在較高功率水平上則優(yōu)勢較弱。但Z新的SiC類mosfet又有1200V品種了。比如POWEREX的1200V100A品種,其20Vg時典型Rds是15mR.當(dāng)然了,價格恐怕也是天價。其他公司的品種多數(shù)在500V這個電壓等級下提供mR級的Rds。
mos的工藝特點使得其較容易的實現(xiàn)集成,所以在這一塊其優(yōu)勢相當(dāng)大。比如PI、NS、TI都有很豐富的產(chǎn)品線。
其實器件的劃分還是應(yīng)該以應(yīng)用為主,二者之間是有交叉的,但是也有各自的特定領(lǐng)域。
比如運動控制這塊,還是IGBT的天下。因為電動機(jī)不需要高的開關(guān)頻率,卻需要相對高的電壓和電流定額。
在單機(jī)功率不高的開關(guān)電源這邊,應(yīng)該是以MOSFET為主。
很多時候,決定是否用IGBT或者M(jìn)OSFET不僅僅是看他們能不能適應(yīng)這個功率水平的問題,還要看系統(tǒng)的其他因素。比如超過10KW這個級別,磁性器件、系統(tǒng)電壓可能就限制了mosfet的選用了。
總體來說,工程師還是要根據(jù)項目需求來確定元件的選用的。要考慮的因素還有很多,甚至帶有主觀色彩的都有可能。
極端的說,IGBT不慢,MOSFET也未必就“大電流”。
Z后還要看設(shè)計者怎么去用。以人為本哈。設(shè)計者用好他們才是關(guān)鍵。
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